人体电活动
人体电活动
什么是人体电活动
人体要维持正常的生命活动，就需要在体内及与周围环境不断进行物质的交换、能量的转化及信息的传递，这一切过程都离不开生物电活动。举一个例子，一个路上的行人，看到一辆汽车迎面驶来，就急忙躲避，这一简单动作就包含了一系列复杂的生物电活动。首先，由汽车反射的光线通过眼球进入视网膜，光引起了视细胞上蛋白质分子构像变化，把光能转换成电能，使视细胞膜发生周期性的同位变化，形成可传播的电信号——动作电位。经过视觉神经把汽车的开头位置、运动状态等各种信息输入到中枢神经，在大脑中经过亿万个细胞的电活动，对所输入的信息进行分析、综合、判断，作出需要躲避的决定，然后，把动作指令以发放序列动作电位的方式经运动神经传送到腿部，通过神经——肌肉接头，由动作电位引起肌纤维的收缩运动，并使许多肌肉发生协调动作，从而实现了躲避汽车的宏观行为。
人体内充满了电荷，但大部分不能像金属中的自由电子那样在导体中快速运动，而是以离子、离子基因和电偶极子的形式存在。例如，组成蛋白质的20种氨基酸中，有13种氨基酸在水中能产生离子基因或表现出电偶极子特性，遗传物质DNA大分子也存在离子基因和偶极子。正是靠着这些电的相互作用，才能使生物大分子保持一定的空间构像，行使特殊的生命功能。例如，遗传密码的复制、生物大分子的合成、新陈代谢过程中酶和底物的诱导——契合作用等，都依赖于离子基因和偶极子的电的相互作用。目前，对这种相互作用的具体细节和规律尚了解不多。
在一些生命活动中，存在着瞬时的电子输运过程。便如，人体细胞内合成ATP以储存能量的过程中、出现电子沿着分子链传输的现象。在外界能量
（如辐射）作用和体内能量转化过程中，都能瞬时产生自由电子和质子 （氢离子），它们在水溶液和大分子之间运动，完成某些功能或损害正常的生命活动。
各种无机离子如 K”、 N”、 Ce一、Ca”” Mg””Cu““ Fe””等，在人体内大量存在，参与各种各样的生命活动。它们有的被束缚于一些生物大分子上，成为大分子的活性中心。还有许多种离于分散在体液、血液和细胞内、外液中，它们一方面保持着人体碱度的平衡，保证细胞有正常的生存环境，同时执行着调节生命活动的使命。另外 K”、Na”、Ce”、Ca“”等离子是心脏、神经系统和骨骼肌、平滑肌等组织和器官电活动的基础，由于这些离子在细胞膜内外分布不平衡，导致细胞膜两侧的正、负电荷不相等，使膜呈现出外正内负的电位差。在各种刺激作用下，膜对离子的通透性会发生瞬时变化，使不同的离子发生跨膜输运，由于输运的时间、数量和方向不同，造成细胞膜内外电位差发生脉冲式的变化，即产生动作电位。
人体内的水分子利用其电偶极子的特性，影响着许多生物大分子的结构和功能，例如，蛋白质和酶在水溶液中，⑤过与水分子的电的和其他类型的力的相互作用，形成特定的空间构像，表现出专一的生物活性，一旦脱水，原来的空间构像被破坏而变成了“死”物质。水也和溶液中的离子发生电的相互作用，使离子外包围着若干层的水分子，称水合0用。这些离子直接参与某种生命活动时，有的需要这些水5子同时存在，有的则需要摆脱掉水分子的电的影响。
综上所述，人体各种电特性和电活动的来源，主要是d生物大分子、离子、水和少量瞬态的自由电子的电学特什回其运动产生的，对它们的特性和功能的研究，是当前有关学科的重要前沿课题。